PERTUMBUHAN HEWAN

Pertumbuhan adalah proses bertambahnya jumlah sel penyusun tubuh mahkluk hidup dengan cara sel membelah mitosis sejak bertemunya sperma dengan ovum  menjadi zygot secara terus menerus hingga menjadi organisme dan bersifat Irreversible . Perbanyakan sel sehingga tubuhnya bertambah ukurannya tidak harus untuk membentuk organisme namun juga ketika organisme itu mereparasi sel atau bagian tubuhnya yang rusak ataupun lainnya yang menekankan pada perbanyakan itu OK 

Agar menjadi jelas lihat sel ovum ayam betina yang penuh persediaan makanan yang kita sebut telur ayam ini terlihat pertambahan jumlah sel, sehingga zygot yang merupakan hasil fertilisasi dengan sperma terlihat membesar dan komponen makanan yang ada ditelur habis untuk proses pertumbuhan organisme itu 

Pertumbuhan pada hewan dibagi menjadi 2 fase, yaitu :

1. Fase Embrionik
2. Fase Pasca Embryonik

FASE EMBRYONIK

• Fase Embryonik adalah fase pertumbuhan zigot hingga terbentuknya embrio.
• Fase Embryonik belum bersentuhan dengan lingkungan luar (masih terlindungi jika manusia masih di uterus , jika katak masih dalam telur belum pecah jadi kecebong, mudahnya persiapan fase membentuk organisme menghadapi lingkungan luarnya. OK
• Fase ini meliputi beberapa tahapan.Yaitu

1. Cleavage ( Pembelahan )
2. Gastrulasi
3. Morfogenesis
4. Defrensiasi dan Specialisasi
5. Imbas Embryonik

CLEAVAGE

Fase Pembelahan (Cleavage) adalah kemampuan sel muda embryonal yang terus dan terus membelah , proses membelah itu dilakukannya untuk apa tidak dipedulikan (pokoknya membelah) membelah mitosis tersus menerus sehingga hanya membentuk kumpulan sel yang sama. Dari dulunya 1 menjadi 2 menjadi 4 dan seterusnya

• Pembelahan zigot membelah (mitosis) menjadi banyak blastomer. Blastomer berkumpul membentuk seperti buah arbei disebut Morula 
• Fase Morula ini ditandai dengan terbentuknya sel yang sama bergerombol seperti Arbei(anggur) sehingga hanya disusun oleh 1 jaringan mengingat sel yang menggerombol itu sama , Jadi belum ada variasi jaringannnya 

• Fase ini diakhiri dengan terbentuknya ruang kosong karena banyaknya sel yang terbentuk yang saling menekan sehingga membentuk bengkakan ruang dalam yang kosong sehingga perbanyakan sel masih bisa berlanjut, ruang kosong itu disebut Blastocoel 
• Morula mempunyai 2 kutub, yaitu :

1. kutub hewan (animal pole)
2. kutub tumbuhan (vegetal pole)

Fase Blastula

• Blastulasi sel-sel morula membelah dan "arbei" morula membentuk rongga (blastocoel) yang berisi air, disebut Blastula.

GASTRULASI

Gastrulasi Adalah proses perubahan blastula yang embryo tersusun atas 2 lapisan embryonal menjadi 3 lapisan embryonal (Triploblastik)

• Pada fase Gastrula ini terjadi hal hal antara lain :

1. blastocoel mengempis atau bahkan menghilang
2. terbentuk lubang blastopole ⇒ akan berkembang menjadi anus
3. terbentuk ruang, yaitu gastrocoel (Archenteron) ⇒ akan berkembang menjadi saluran pencernaan
4. terbentuk 3 lapisan embrionik : ektoderm, mesoderm dan endoderm

• Berdasarkan jumlah lapisan embrional, hewan dikelompokkan menjadi:

1. Hewan diploblastik : memiliki 2 lapisan embrional, ektoderm dan endoderm , Contoh pada hewan Porifera dan Coelenterata
2. Hewan triploblastik : memiliki ketiga lapisan embrional

• Kelompok hewan Triloblastik ini ini dibagi dalam tingkatan yaitu

1. Triploblastik aselomata : tak memiliki rongga tubuh contoh Cacing Platyhelminthes
2. Triploblastik pseudoselomata : memiliki rongga tubuh yang semu : Cacing Nemathelminthes : Cacing tambang , cacing perut , Cacing filaria , Cacing Kremi dll
3. Triploblastik selomata: memiliki rongga tubuh yang sesungguhnya, yaitu basil pelipatan mesoderm misalnya kelompok : Anelida , Mollusca , Echinodermata , Arthropoda , Chordata ( Vertebrata PARAM)

MORFOGENESIS

Morfogenesis Proses pertumbuhan, perkembangan dan diferensiasi menjadi organ, sistem organ dan organisme.

• Terjadi defrensiasi
• Terjadi Specialisasi
• Organogenesis

DEFRENSIASI DAN SPECIALISASI

• Diferensiasi ⇒ jaringan/lapisan embrionik akan berkembang menjadi berbagai organ dan sistem organ.
• Spesialisasi ⇒ setiap jaringan akan mempunyai bentuk, struktur dan fungsinya masing-masing.

ORGANOGENESIS

• yaitu proses pembentukan organ-organ tubuh pada makhluk hidup (hewan dan manusia). Organ yang dibentuk ini berasal dari masing-masing lapisan dinding tubuh embrio pada fase gastrula.

Contohnya :

1. Lapisan Ektoderm akan berdiferensiasi menjadi cor (jantung), otak (sistem saraf), integumen (kulit),rambut dan alat indera.
2. Lapisan Mesoderm akan berdiferensiasi menjadi otot, rangka (tulang/osteon), alat reproduksi (testis dan ovarium), alat peredaran darah dan alat ekskresi seperti ren.
3. Lapisan Endoderm akan berdiferensiasi menjadi alat pencernaan, kelenjar pencernaan, dan alat respirasi seperti pulmo.

IMBAS EMBRYONIK

• Imbas Embrionik adalah Diferensiasi dari suatu lapisan embrionik mempengaruhi dan dipengaruhi oleh diferensiasi lapisan embrionik lain. jadi terjadi pengaruh dua lapisan dinding tubuh embrio dalam pembentukan satu organ tubuh pada makhluk hidup.

Contohnya :

• Lapisan mesoderm dengan lapisan ektoderm yang keduanya mempengaruhi dalam pembentukan kelopak mata.

PERTUMBUHAN MANUSIA

• Setelah peristiwa fertilisasi terbentuk zygote
• Zygote akan berkembang menjadi embrio yang sempurna dan embrio akan tertanam pada dinding uterus ibu.
• Hal ini terjadi masa 6 – 12 hari setelah proses fertilisasi.
• Sel-sel embrio yang sedang tumbuh mulai memproduksi hormon yang disebut dengan HCG atau Human Chorionic Gonadotropin
• Oleh karena itu adanya Hormon ini di urine / darah sering digunakan untuk bahan yang terdeteksi oleh kebanyakan tes kehamilan.
• HCG membuat hormon keibuan untuk mengganggu siklus menstruasi normal, membuat proses kehamilan jadi berlanjut.

PERKEMBANGAN BAYI

Janin akan mendapatkan nutrisi melalui plasenta/ari-ari. Embrio dilindungi oleh selaput-selaput yaitu :

1. Amnion yaitu selaput yang berhubungan langsung dengan embrio dan menghasilkan cairan ketuban. Berfungsi untuk melindungi embrio dari guncangan.
2. Korion yaitu selaput yang terdapat diluar amnion dan membentuk jonjot yang menghubungkan dengan dinding utama uterus. Bagian dalamnya terdapat pembuluh darah.
3. Alantois yaitu selaput terdapat di tali pusat dengan jaringan epithel menghilang dan pembuluh darah tetap. Berfungsi sebagai pengatur sirkulasi embrio dengan plasenta, mengangkut sari makanan dan O2, termasuk zat sisa dan CO2.
4. Sacus vitelinus yaitu selaput yang terletak diantara plasenta dan amnion. Merupakan tempat munculnya pembuluhdarah yang pertama.

FASE PASCA EMBRYONIK MANUSIA

• Bulan pertama : Sudah terbentuk organ-organ tubuh yang penting seperti jantung yang berbentuk pipa, sistem saraf pusat (otak yang berupa gumpalan darah) serta kulit. Embrio berukuran 0,6 cm.
• Bulan kedua : Tangan dan kaki sudah terbentuk, alat kelamin bagian dalam, tulang rawan (cartilago). Embrio berukuran 4 cm.
• Bulan ketiga : Seluruh organ tubuh sudah lengkap terbentuk, termasuk organ kelamin luar. Panjang embrio mencapai 7 cm dengan berat 20 gram.
• Bulan keempat : Sudah disebut dengan janin dan janin mulai bergerak aktif. Janin mencapai berat 100 gram dengan panjang 14 cm.
• Bulan kelima : Janin akan lebih aktif bergerak, dapat memberikan respon terhadap suara keras danmenendang. Alat kelamin janin sudah lebih nyata dan akan terlihat bila dilakukan USG (Ultra Sonographi).
• Bulan keenam : Janin sudah dapat bergerak lebih bebas dengan memutarkan badan (posisi)
• Bulan ketujuh : Janin bergerak dengan posisi kepala ke arah liang vagina.
• Bulan kedelapan : Janin semakin aktif bergerak dan menendang. Berat dan panjang janin semakin bertambah, seperti panjang 35-40 cm dan berat 2500 – 3000 gram.
• Bulan kesembilan : Posisi kepala janin sudah menghadap liang vagina. Bayi siap untuk dilahirkan.

Fase Pasca Embrionik yaitu fase pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup setelah masa embrio,terutama penyempurnaan alat-alat reproduksi setelah dilahirkan.

• Pada fase ini pertumbuhan dan perkembangan yang terjadi biasanya hanya peningkatan ukuran bagian-bagian tubuh dari makhluk hidup.
• Kecepatan pertumbuhan dari masing-masing makhluk hidup berbeda-beda satu dengan yang lain.
• Setelah lahir disebut dengan nama bayi dan memasuki masa neonatal.
• Fase ini memiliki beberapa tahap yaitu :

1. Bayi dengan usia 1 – 12 bulan.
2. Balita, dibagi lagi menjadi 2 yaitu batita dengan usia 1-3 tahun dan balita 3-5 tahun
3. Batita Balita
4. Anak-anak dengan usia 6 – 12 tahun
5. Remaja dengan usia 13 – 17 tahun
6. Pertumbuhan dan perkembangan pada masa ini disebut adolesens/akil balig.
7. Dewasa dengan usia 18 – 50 tahun
8. Manula dengan usia diatas 50 tahun

PASCA EMBRYONIK PADA HEWAN

• Pasca Embryonik ini meliputi

1. metamorfosis
2. regenerasi.

METAMORFOSIS

Metamorfosis adalah perubahan bentuk secara bertingkat dari masa muda ⇒ hewan dewasa.
a. Serangga

1. Metamorfosis tak sempurna : telur ⇒ nimfa ⇒ imago. (TNI)
2. Metamorfosis sempurna : telur ⇒ larva ⇒ pupa ⇒ imago.(TLPI)

b. Katak
Zigot ⇒ berudu ⇒ katak muda ⇒ katak dewasa.
REGENERASI

Regenerasi adalah kemampuan untuk memperbaiki sel, jaringan atau bagian tubuh yang rusak, hilang atau mati.

1. hewan tingkat tinggi ⇒ terbatas pada jaringan
2. hewan tingkat rendah ⇒ dapat sampai pada tingkat organ

-->
Regenerasi meliputi tiga cara.

1. Pertama lewat mekanisme yang melibatkan dediferensiasi struktur dewasa untuk membentuk masa sel yang terdiferensiasi. yang kemudian direspesifikasi. Tipe regenerasi seperti ini disebut regenerasi epimorfis, dan ini khas pada regenerasi membra.
2. Mekanisme regenerasi kedua disebut mofolaksis. Regenerasi semacam ini terjadi lewat pemolaan kembali jaringan yang masih ada (tersisa), yang tidak disertai dengan perbanyakan sel. Regenarasi mofolaksis terjadi pada Hydra.
3. Tipe regenerasi ketiga adalah regenerasi intermediet, dan diduga sebagai regenerasi konsenpatori. Pada regenerasi ini, sel-sel membelah, tetapi mempertahankan fungsi sel yang telah terdiferensiasi. Tipe regenerasi konsenpatori khas pada hati manusia .

• Proses-proses umum yang terjadi pada regenerasi bagian yang putus atau rusak yaitu :

1. Darah mengalir menutupi luka, kemudian membeku dan membentuk “scab”.
2. Epitel kulit menyebar di permukaan luka, dari bawah “scab”. Sel-sel epitel itu bergerak secara amuboid dan membutuhkan beberapa hari agar kulit lengkap menutupi luka.
3. Dediferensiasi sel-sel jaringan sekitar luka, sehingga jadi bersifat muda kembali dan pluripotent untuk membentuk berbagai jenis jaringan baru. Matrix tulang dan tulang rawan melarut. Sel-selnya lepas dan tersebar di bawah epitel. Serat jaringan ikat juga berdisintegrasi dan sel-selnya berdiferensiasi semua. Akhirnya tak dapat lagi dibedakan mana sel yang berasal dari tulang, tulang rawan, atau jaringan ikat disusul oleh sel-sel otot berdiferensiasi, serat myofibril hilang, inti membesar, dan sitoplasma menyempit.
4. Pembentukan blastema, yaitu kuncup regenerasi pada permukaan bekas luka “scab” mungkin sudah lepas waktu ini. Blastema besar dari penimbunan dari sel-sel dediferensiasi.
5. Proliferasi sel-sel dediferensiasi secara mitosis, proliferasi ini serentak dengan proses dediferensiasi dan memuncak pada waktu blastema dalam besarnya yang maksimal, dan waktu itu tak membesar lagi.
6. Rediferensiasi sel-sel dediferensiasi, serentak dengan berhentinya proliferasi sel-sel blastema itu.

• Proses perbaikan pertama pada regenerasi ekor cicak dan kaki kecoa adalah penyembuhan luka dengan penumbuhan kulit diatas luka tersebut, kemudian suatu tunas-tunas sel yang belum berdiferensiasi terlihat.
• Tunas ini menyerupai rupa yang mirip dengan tunas anggota tubuh pada embrio yang sedang berkembang.
• Ketika waktu berlalu sel-sel dari anggota tubuh yang sedang beregenerasi diatur dan berdiferensiasi sekali lagi menjadi otot, tulang dan jaringan lajutnya yang menjadikan ekor dan kaki fungsional.
• Studi regenerasi mengungkapkan bahwa sel- sel dewasa dari jaringan tertentu yang telah berdiferensiasi misalnya epidermis mensintesis dan mengasilkan zat yang secara aktif menghambat mitosis sel-sel muda dari jaringan yang sama.
• Stadium permulaan dari regenerasi tidak ada sel-sel dewasa sehingga tidak ada penghambat pembelahan sel.
• Umur organisme mempengaruhi kemampuan regenerasi dengan meningkatnya umur tanpa kemampuan regenerasi lenyap tampak kemampuan regenerasi lenyap secara progesif.
• Kemampuan regenerasi berkurang dengan meningkatnya kompleksitas struktur dan fisiologi (Kimball, 1993).

• Cicak mempunyai daya regenerasi pada ekornya.
• Regenerasi ini diikuti oleh auototomi.
• Autotomi adalah adaptasi yang khusus untuk membantu hewan melepaskan diri dari serangan musuh, jika predator menangkap ekornya, maka yang didapatkan hanya lah ekor itu saja bukan hewan tersebut.
• Autotomi merupakan perwujutan dari mutilasi diri.
• Setelah ekor putus, tunas regenerasi dibentuk pada permukaan yang terluka dan ini memberi kemunculan suatu ekor baru.
• Ekor yang baru muncul tersebut mempunyai struktur yang berbeda dengan ekor semula. Hasil regenerasi ekor itu tidak semula kembali karena ekor yang baru itu tidak mengandung notochord lagi.
• Kulit yang segera menutupi luka amputasi cicak akan menyebabkan regenerasi terhalang, namun jika hanya epidermis kulit yang menutup luka maka regenerasi terjadi.
• Hal ini menunjukkan kulit terutama kulit dermis mengandung suatu zat yang memblokir proses regenerasi .

Berdasarkan pengamatan cicak yang telah diputus ekornya dan dipelihara kurang lebih selama satu bulan mempunyai daya regenerasi sebagai berikut:

• minggu pertama : cicak mengalami pertambahan panjang 2 mm
• minggu kedua : cicak mengalami pertambahan panjang 3 mm
• Menurut Kalthof (1996), Regenerasi tidak sempurna ditandai dengan adanya bentuk tubuh yang sama, tetapi ukurannya berbeda pada salah satu fase regenerasi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi petumbuhan dan perkembangan hewan dapat dibagi menjadi dua,

1. faktor internal
2. Faktor eksternal.

Faktor internal meliputi gen dan hormon.
Faktor eksternal meliputi air, makanan dan cahaya.

Faktor Internal

1. Hormon Hormon merupakan senyawa organik yang mengatur pertumbuhan dan perkembangan hewan adalah hormon somatotrof (hormon pertumbuhan). Bila hewan kekurangan hormon pertumbuhan, maka pertumbuhan akan terhambat sehingga badannya kerdil. Bila kelebihan hormone pertumbuhan, maka akan mengalami pertumbuhan raksasa.
2. Gen Gen merupakan faktor keturunan yang diwariskan dari orang tua (induk) kepada keturunannya. Gen akan mengendalikan pola pertumbuhan dan perkembangan hewan.
3. Makanan Makanan sangat diperlukan oleh hewan maupun makhluk hidup lainnya. Makanan digunakan sebagai zat pembangun tubuh dan sumber energi.
4. Air Air merupakan pelarut dan media untuk terjadinya reaksi metabolisme tubuh. Reaksi metabolisme ini akan menghasilkan energi, membantu pembentukan sel-sel yang baru, dan memperbaiki sel-sel yang rusak.
5. Cahaya Matahari Cahaya matahari sangat diperlukan dalam pembentukan vitamin D. Vitamin itu diperlukan dalam pembentukan tulang.

• Jadi Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Regenerasi adalah proses pertumbuhan dan perbaikan pada bagian organ yang hilang atau rusak.
2. Proses penyembuhan ekor yang terpotong dimulai dengan terjadinya pembekuan darah disekitar luka yang nantinya akan terbentuk

SECARA SEDERHANANYA DEMIKIAN

Secara garis besar, pertumbuhan dan perkembangan hewan berlansung karena faktor internal dan faktor eksternal.

a.    Faktor internal

Gen, gen akan menentukan ciri khusus pada hewan, misalnya warna bulu.

Hormon pertumbuhan

Hormon pertumbuhan pada hewan antara lain :
a) Hormon tiroksin berperan dalam metamorfosis katak
b) Hormon juvenil dan sedikson : berperan dalam metamorfosis serangga.

b. Faktor eksternal

Suhu, berdasarkan suhu tubuhnya, hewan tebagi menjadi 2 yaitu berdarah dingin (poilioterm) dan berdarah panas (homoioterm)

Cahaya, hewan membutuhkan  cahaya untuk proses penulangan (osifikasi)

Ketersediaan air dan makanan, air berfungsi sebagai pelarut dan menjaga keseimbangan tubuh. Sedangkan makanan berfungsi sebagai sumber energi dan pengganti sel-sel yang rusak.

Ketersediaan oksigen, oksigen diperlukan dalam proses oksidasi untuk menghasilkan energi.

Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan termasuk manusia dapat dibedakan menjadi dua fase utama, yaitu pertumbuhan dan perkembangan embrionik serta pertumbuhan dan perkembangan pasca embrionik.

Pertumbuhan dan Perkembagan Embrionik

Petumbuhan dan perkembangan embrionik adalah pertumbuhan dan perkembangan selama masa embrio. Pertumbuhuan dan perkembangan semasa embrio melalui tahap yang sistematik dan teratur.

Pertumbuhan dan perkembangan embrionik diawali dengan pertumbuhan sel telur (ovum) dengan sperma sehingga menghasilkan sel yang disebut zigot. Zigot selanjutnya mengalami pertumbuhan dan perkembangan melalui tahap-tahap yaitu pembelahan zigot, gastrulasi, dan organogenesis.

Pembelahan Zigot

Zigot akan mengalami pembelahan secara mitosis, yaitu dari satu sel menjadi dua sel, dua sel menjdi empat sel, dan seterusnya. Pembelahan tersebut berlangsung cepat dan akan mengahasilkan sel-sel anak yang terkumpul menjadi satu kesatuan yang menyerupai buah anggur yang disebut morula. Selanjutnya, morula akan menjadi blastula yang memiliki suatu rongga yang disebut blastosol. Proses pembentukan morula menjadi blastula disebut blastulasi.

pembelahan zigot

Gastrulasi

Proses selanjutnya adalah gastrulasi yaitu blastula akan berubah menjadi gastrula. Pada bentuk gastrula ini, embrio telah terbentuk menjadi tiga lapisan embrionik, yaitu lapisan dalam (endoderm), tengah (mesoderm), dan lapisan luar (eksoderm). Dalam perkembangan selanjutnya, laisan embrionik ini akan mengalami pertumbuhan dan perkembangan menghasilkan berbagai organ tubuh.

gastrulasi

Organogenesis

Organogenesis merupakan proses pembentukan alat-alat tubuh atau organ seperti otak, jantung, paru-paru, ginjal, dan sebagainya. Organ-organ tersebut merupakan perkembangan lebih lanjut dari ketiga lapisan embrionik yang terbentuk saat gastrulasi. Ectoderm mengalami diferensiasi menjadi kulit, rambut, system saraf, dan alat-alat indera. Mesoderm mengalami diferensiasi menjadi otot, rangka, alat reproduksi, alat peredaran darah, dan alat ekskresi seperti ginjal. Endoderm mengalami diferensiasi menjadi alat pencernaan, kelenjar yang berhubungan dengan pencernaan, dan alat-alat pernapasan seperti paru-paru. Organogenesis merupakan suatu proses yang sangat kompleks.

Baca Juga : Perkembangan dan Pertumbuhan Pada Manusia

Pertumbuhan dan Perkembangan Pasca Embrionik

Pertumbuhan dan perkembangan pasca embrionik adalah pertumbuhan dan perkembangan setelah masa embrio. Pada pertumbuhan dan perkembangan pasca embrionik, pertumbuhan dan perkembangan yang terjadi terutama penyempurnaan alat-alat reproduksi (alat-alat kelamin). Pada pertumbuhan dan perkembangan pasca embrionik biasanya hanya terjadi peningkatan ukuran bagian-bagian tubuh saja. Namun demikian, tidak semua bagian tubuh megalami pertumbuhan dan perkembangan dengan kecepatan sama, tetapi membentuk ukuran tertentu yan proporsional.

Pada golongan hewan tertentu, sebelum tumbuh menjadi hewan dewasa, membentuk beberapa tahap larva terlebih dahulu. Pada golongan hewan tersebut. Pertumbuhan dan perkembangan pasca embrionik merupakan tahap pembentukan larva sebelum tumbuh dan berkembang menjadi hwan dewasa. Jadi, tahap larva ini berlangsung pada pertumbuhan dan perkembangan pasca embrionik. Perumbuhan dan perkembangan yag melalui larva ini dikenal dengan metamorfosis.

PENYUSUN PROTOPLASMA SEL

• Protoplasma adalah elemen utama sebuah sel mudahnya semua bagian sel yang hidup   
• Protoplasma pada semua sel terdiri atas dua komponen utama, yaitu air dan komponen anorganik / komponen organik.
• Dari reaksi reaksi kimia yang terjadi antara senyawa senyawa inilah yang mengakibatkan adanya gejala gejala kehidupan di protoplasma
• Gejala kehidupan itu misalnya metabolisme , tumbuh , bergerak , berkembang biak , sirkulasi zat dll
• Misalnya yang mudah respirasi , fotosintesis , sintesis lemak dan lain lain OK

• Komponen-komponen anorganik terdiri atas air, garam-garam mineral, gas oksigen, karbon dioksida, nitrogen, dan amonia,
• Komponen organik terutama terdiri atas karbohidrat, lipida, protein, dan beberapa komponen-komponen spesifik seperti enzim, vitamin, dan hormon

Pada sel hewan dan tumbuhan, protoplasma mengandung sekitar

1. 75-85% air,
2. 10-20% protein
3. 2-3% lipida
4. 1% karbohidrat
5. dan 1% zat-zat anorganik lainnya (De Robertis et al., 1975).

Jadi air terlihat merupakan komponen utama hampir 2/3 nya jumlah air yang 2/3 itulah menyebabkan protoplasma bersifat tidak pekat dan adanya senyawa diluar air berupa bahan organik dan anorganik itulah menyebabkan protoplasma bersifat tidak cair, sehingga kemudian protoplasma disebut Koloid tidak kental tidak encer OK 

Untuk itulah memungkinkan dugaan sel itu hidup karena terjadi transportasi cairan dari luar ke dalam secara osmosis dari air yang encer diluar ke protoplasma yang koloid

Jadi Sekali lagi Protoplasma bersifat koloid yang berarti tidak kental dan tidak cair jika dianalisa pasti disusun air dan senyawa diluar air 

Berikut penjelasan Sistem Koloid tersebut  dijelaskan oleh Sachs dalam analisa abu

• Dan bila semua senyawa senyawa organik itu diurai menjadi unsur unsurnya maka terlihat Carbon ,Hidrogen , Oksigen dan Nitrogen ( CHON) merupakan empat unsur utama yang ada di dalam protoplasma / Unsur Makro.
• Agar jelas prosentasenya ini kami sajikan sampai berapa prosentasinya , Sachs pernah melakukan experimen dengan cara Analisa abu , dengan membakar Organ daun hingga menjadi abu dengan menghilangkan unsur air yang mendominasi
• Dan kemudian Abu itu dianalisa

Berikut tabel analisis yang ada komponen / unsur unsur penyusun protoplasma

Jadi analisa abu bisa digunakan untuk mengetahui bahwa protoplasma tidak hanya tersusun atas air , namun juga senyawa diluar air , adanya senyawa diluar air , dengan menghilangkan air nya secara otomatis tersisa abu , abu itulah setelah dianalisa tersusun atas unsur unsur diatas , unsur itu dipastikan penyusun Karbohidrat (CHO) , lemak (CHO) dan Protein (CHON) OK
Jadi sekali lagi Protoplasma tersusun atas Air dan senyawa diluar air berupa senyawa baik anorganik maupun Organik bisa berupa karbohidrat , Lemak , Protein , Asam Nuklead yang jika diurai setelah organisme mati akan membentuk unsur unsur seperti diatas OK

Berikut akan diuraikan pentingnya masing masing komponen itu

AIR

• Di dalam sel, air terdapat dalam dua bentuk,
• Dua bentuk itu yaitu bentuk bebas dan bentuk terikat.
• Air dalam bentuk bebas mencakup 95% dari total air di dalam sel.
• Umumnya air berperan sebagai pelarut dan sebagai medium dispersi sistem koloid. Air dalam bentuk terikat mencakup 4-5% dari total air di dalam sel
• Kandungan air pada berbagai jenis sel bervariasi diantara tipe sel yang berbeda.
• Kandungan air (persen dari berat basah total) pada hati tikus 6—72%, otot rangka tikus 76% , telur bintang laut 77%, E. coli 73%, dan biji jagung 13% tentu berbeda beda karena lingkungan dan perannya
• Air merupakan medium tempat berlangsungnya transpor nutrien, reaksi-reaksi enzimatis metabolisme sel dan transpor energi kimia
• Di dalam sel hidup, kebanyakan senyawa biokimia dan sebahagian besar dari reaksi-reaksinya berlangsung dalam lingkungan cair.
• Air berperan aktif dalam banyak reaksi biokimia dan merupakan penentu penting dari sifat-sifat makromolekul seperti protein

• Karena stryktur Air mempunyai produk ionisasinya seperti ion O+ dan H maka sangat mempengaruhi berbagai sifat komponen penting sel seperti enzim, protein, asam nukleat, dan lipida.

• Hal yang sering muncul sebagai contoh, aktivitas katalitik enzim sangat tergantung pada konsentrasi ion H+ dan OH-

• Karena itulah , semua aspek dari struktur dan fungsi sel harus beradaptasi dengan sifat-sifat fisik dan kimia air.

Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa air merupakan komponen sel yang dominan dan berfungsi untuk :

1. Pelarut berbagai zat organik dan anorganik, misalnya berbagai jenis ion-ion, glukosa, sukrosa, asam amino, serta berbagai jenis vitamin.
2. Bahan pengsuspensi zat-zat organik dengan molekul besar seperti protein, lemak, dan pati. Dalam hal tersebut, air merupakan medium dispersi dari sistem koloid protoplasma.
3. Air merupakan media transpor berbagai zat yang terlarut atau yang tersuspensi untuk berdifusi atau bergerak dari suatu bagian sel ke bagian sel yang lain.
4. Air merupakan media berbagai proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel.
5. Air digunakan untuk mengabsorbsi panas dan mencegah perubahan temperatur yang drastis atau mendadak di dalam sel.
6. air sebagai bahan baku untuk reaksi hidrolisis dan sintesis karbohidat . misal dalam fotosintesis
7. OK

• Air mempunyai titik lebur, titik didih dan panas penguapan yang lebih tinggi dibandingkan dengan hampir semua cairan.
• Kenyataan ini menunjukkan adanya gaya tarik yang kuat diantara molekul-molekul air yang berdekatan yang memberikan air gaya kohesi internal yang tinggi.
• Sebagai contoh, panas penguapan merupakan ukuran langsung dari jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengalahkan gaya tarik menarik diantara molekul air yang berdekatan, sehingga molekul tersebut dapat saling berpisah dan masuk ke dalam fase gas.

Tabel Titik lebur, titik didih dan panas penguapan air dan beberapa pelarut lainnya (Lehninger, 1988).

• Besarnya daya tarik antara dua molekul air yang berdekatan disebabkan karena setiap atom hidrogen menggunakan sepasang elektron secara bersama-sama dengan atom oksigen
• Hal inilah yang menyebabkan atom molekul air berbentuk huruf V atau tetrahedral.

• Sisi oksigen yang berhadapan dengan dua hidrogen relatif kaya akan elektron, sedangkan pada sisi lainnya, inti hidrogen yang relatif tidak ditutupi membentuk daerah dengan muatan positif sehingga dikatakan bahwa molekul air bersifat dipolar atau dwikutub (Mayes, 1988; Lehninger, 1988) karena pemisahan muatan tersebut,

maka dua molekul air dapat tertarik satu dengan yang lainnya oleh gaya elek-trostatik diantara muatan negatif sebagian pada atom oksigen dari suatu molekul air dan muatan positif sebagian pada atom hidrogen dari molekul air yang lain. Jenis interaksi elektrostatik ini disebut ikatan hidrogen.

• Ikatan hidrogen segera terbentuk antara atom yang bersifat elektronegatif, biasanya atom oksigen atau nitrogen, dan suatu atom hidrogen yang berikatan kovalen dengan atom elektronegatif lainnya pada molekul yang sama atau molekul lain.
• Atom hidrogen yang berikatan dengan atom elektronegatif kuat seperti oksigen cenderung mempunyai muatan positif kuat sebagian.
• Akan tetapi, atom hidrogen yang berikatan kovalen dengan atom karbon yang tidak bersifat elektronegatif tidak berpartisipasi dalam pembentukan ikatan hidrogen.

GARAM MINERAL

• Kandungan garam-garam mineral pada berbagai tipe sel sangat bervariasi
• Di dalam sel, garam-garam mineral dapat mengalami disosiasi menjadi anion dan kation.
• Bentuk-bentuk anion dan kation tersebut dinamakan ion.
• Ion-ion dapat terlarut di dalam cairan sel atau terikat secara khusus pada molekul-molekul lain seperti protein dan lipida.

Secara umum, garam-garam mineral memiliki dua fungsi yaitu :

1. Fungsi osmosis, dalam arti bahwa konsentrasi total garam-garam terlarut berpengaruh terhadap pelaluan air melintasi membran sel
2. Fungsi yang lebih spesifik, yaitu peran seluler setiap ion terhadap struktur dan fungsi dari partikel-partikel seluler dan makromolekul.

PERAN GARAM MINERAL 

• Berbagai jenis garam-garam mineral sangat penting untuk kelangsungan aktivitas metabolisme sel, misal-nya ion Na+ dan K+,
• ion Na+ dan K+, berperan dalam memelihara tekanan osmosis dan keseimbangan asam basa cairan sel.
• Retensi ion-ion menghasilkan peningkatan tekanan osmosis sebagai akibat masuknya air ke dalam sel.

• Beberapa ion-ion anorganik berperan sebagai kofaktor dalam aktivitas enzim, misalnya ion magnesium , ferrum
• Fosfat anorganik digunakan dalam sintesis ATP yang mengsuplai energi kimia untuk proses kehidupan dari sel melalui proses fosforilasi oksidatif.
• Ion-ion kalsium dijumpai dalam sirkulasi darah dan di dalam sel.
• Di dalam tulang, ion-ion kalsium berkombinasi dengan ion-ion fosfat dan karbonat membentuk kristalin.
• Fosfat dijumpai di dalam darah dan di dalam cairan jaringan sebagai ion-ion bebas, tetapi fosfat di dalam tubuh banyak terikat dalam bentuk fosfolipida, nukleotida, fosfoprotein, dan gula-gula terfosforilasi (De Robertis et al., 1975).

• Di dalam sel juga terkandung berbagai jenis gas yang berasal dari lingkungan atau dihasilkan oleh metabolisme sel.
• Beberapa gas yang terdapat di atmosfer dapat masuk ke dalam sel misalnya gas oksigen (O2), karbon dioksida (CO2), dan gas nitrogen (N2).
• Di dalam sel, oksigen berperan untuk mengoksidasi bahan-bahan makanan.
• Karbon dioksida selain berasal dari lingkungan luar, juga dihasilkan dalam oksidasi bahan makanan sebagai hasil sampingan.
• CO2 dapat bereaksi dengan air membentuk asam karbonat yang selanjutnya mengalami disosiasi membentuk ion hidrogen dan bikarbonat dengan reaksi sebagai berikut :

• C6H12O6 + 6 CO2 --------> 6 H2O + 6 CO2 + Energi

• CO2 + H2O -------> H2CO3

• H2CO3 ---------> H+ + HCO3-

• Umumnya karbon dioksida di dalam sel berada dalam bentuk bikarbonat atau karbonat

KOMPONEN ORGANIK 

1. Protein
2. Karbohidrat
3. Lemak  

Komponen Organik

• Komponen-komponen organik sel terdiri atas protein, lipid, karbohidrat, dan beberapa komponen-komponen spesifik lainnya seperti enzim, vitamin, dan hormon.
• Lebih kurang 10-20% isi sel terdiri atas protein.
• Protein merupakan makromolekul dengan berat molekul berkisar antara 10.000-10.000.000.
• Sedangkan karbohidrat di dalam sel kurang lebih 1% dan umumnya dalam bentuk monosakarida, disakarida, dan oligosakarida
• Lipida berkisar 2-3%.
• Masing-masing komponen organik sel tersebut akan dibahas secara terpisah pada uraian selanjutnya.

Protein

• Protein adalah makromolekul yang terdiri atas asam-asam a-amino yang saling berikatan dengan ikatan kovalen diantara gugus a-karboksil asam amino dengan gugus a-amino dari asam amino yang lain.
• Ikatan di antara asam amino disebut ikatan peptida.
• Beberapa unit asam amino yang berikatan dengan ikatan peptida disebut polipeptida.
• Molekul protein dapat terdiri atas satu atau sejumlah rantai polipeptida dan setiap rantai dapat terdiri atas ratusan hingga jutaan residu asam amino.

Klasifikasi
Hingga saat ini belum ada klasifikasi protein yang secara umum memuaskan.
Klasifikasi protein yang menonjol didasarkan pada antara lain:

1. Kelarutan
2. Bentuk keseluruhan
3. Peranan biologis

• Pembagian protein juga dapat dilakukan berdasarkan fungsi dan strukturnya.

Berdasarkan fungsinya, protein diklasifikasikan menjadi

1. Protein enzim, berperan dalam mempercepat reaksi-reaksi biokimia,
2. Protein sruktural, membentuk struktur-struktur biologis,
3. Protein transpor, berperan sebagai pengangkut subtansi-subtansi penting,
4. Protein pertahanan, melindungi tubuh dari invasi benda-benda asing.

Berdasarkan strukturnya, protein diklasifikasikan menjadi:

1. Protein globular, memiliki pelipatan-pelipatan yang kompleks, struktur tertier dengan bentuk yang tidak teratur.
2. Protein serabut ( Protein fibrosa ) memanjang, lipatan sederhana,umum dijumpai pada protein struktural.

• Dalam uraian berikut ini hanya dibahas klasifikasi berdasarkan bentuk dan peranan biologisnya.

Berdasarkan bentuknya, protein dibagi menjadi :

1. Protein globular Rantai polipeptida mengandung banyak lipatan dan berbelit. Rasio aksial kurang dari 10, misalnya insulin, albumin, globulin plasma, dan kebanyakan enzim.
2. Protein fibrosa Rantai polipeptida atau kelompok rantai yang membelit dalam bentuk spiral atau heliks, dan dihubungkan oleh ikatan disulfida dan hidrogen.

• Rasio aksial lebih besar dari 10, misalnya keratin dan miosin.

Ikatan-ikatan pada Struktur Protein
Struktur protein umumnya dipertahankan oleh dua ikatan sangat kuat yaitu

1. ikatan peptida
2. ikatan disulfida;
3. ikatan yang lemah, yaitu ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik dan interaksi elektrostatif.

Ikatan peptida

• Ikatan peptida adalah ikatan yang menghubungkan atom a-karboksil dari suatu asam amino dan atom a nitrogen dari asam amino yang lain.

• Peptida yang dibentuk oleh dua molekul asam amino disebut dipeptida
• Bila dibentuk oleh 3 molekul asam amino disebut tripeptida
• Bila dibentuk oleh banyak molekul asam amino disebut polipeptida.

Ikatan disulfida

• Terbentuk antara 2 residu sistein yang saling berhubungan 2 bagian rantai polipetida melalui residu sistein.

Ikatan hidrogen

• Terbentuk antara gugus NH- atau -OH dan gugus C=O dalam ikatan peptida atau -COO- dalam gugus R, misalnya dua peptida mungkin membentuk ikatan hidrogen.

Interaksi hidrofobik

• Rantai samping non polar asam amino netral pada protein cenderung bersekutu.

Interaksi elektrostatik

• Merupakan ikatan garam antara gugus yang bermuatan berlawanan pada rantai samping asam amino.

Sifat-sifat Protein

1. Membentuk ion Protein dalam air mampu membentuk ion + dan -, dalam suasana asam membentuk ion positif dan dalam suasana basa membentuk ion negatif.
2. Denaturasi Denaturasi adalah perubahan konformasi alamiah menjadi suatu konformasi yang tidak menentu. Hal ini dapat terjadi karena terjadinya perubahan suhu, pH, atau terjadinya suatu reaksi dengan senyawa-senyawa lain misalnya ion-ion logam.

Protein disusun oleh unit Dasar berupa Asam amino ...Apakah Asam amino itu

Asam Amino

• Asam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus NH2 pada atom karbon a dari posisi gugus -COOH.
• Atom karbon a dari asam amino kecuali glisin masing-masing dihubungkan pada empat gugus kimia yang berlainan
• Sehingga atom karbon a bersifat asimetris. Oleh karena itu, molekul asam amino mempunyai dua konfigurasi yaitu D dan L.

• Molekul asam amino dikatakan mempunyai konfigurasi L, apabila gugus NH2 di sebelah kiri atom karbon
• Bila gugus NH2 di sebelah kanan atom karbon , maka asam amino tersebut mempunyai konfigurasi D.

Struktur umum asam amino adalah:

Klasifikasi asam amino didasarkan atas:

• pembentukannya di dalam tubuh dan strukturnya.

Klasifikasi asam amino berdasarkan pembentukannya di dalam tubuh ditunjukkan pada tabel

• Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat dibuat dalam tubuh.
• Sedangkan asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat dibuat dalam tubuh.

Berdasarkan strukturnya, asam amino dikelompokkan menjadi 7 yaitu asam amino dengan rantai samping yang :

1. Merupakan rantai karbon yang alifatik, misalnya glisin, alanin, valin, leusin dan isoleusin.
2. Mengandung gugus hidroksil, misalnya serin dan threonin
3. Mengandung atom belerang, misalnya sistein, dan metionin
4. Mengandung gugus asam atau amidanya, misalnya asam aspartat, aspargin, asam glutamate, dan glutamine.
5. Mengandung gugus basa, misalnya arginin, lisin, hidroksilisin dan histidin
6. Mengandung cincin aromatic, misalnya fenilalanin, tirosin dan triptofan.
7. Membentuk ikatan dengan atom N pada gugus amino, misalnya prolin dan hidroksi prolin

• Uraian klasifikasi asam amino berdasarkan strukturnya diuraikan lebih detail pada pembahasan berikut. Beberapa rumus kimia asam amino adalah sebagai berikut:

KARBOHIDRAT

• Molekul karbohidrat adalah substansi yang terdiri atas atom-atom C, H, dan O.
• Perbandingan antara molekul H dan O adalah 2:1.
• Jadi memiliki rasio yang sama dengan molekul air (H2O), misalnya:

1. Ribosa = C6H10O5
2. Glukosa = C6H12O6
3. Sukrosa = C12H24O11

Rumusa empiris dari karbohidrat adalah Cn(H2O)n.

• Dengan dasar perbandingan tersebut, orang pada mulanya berkesimpulan bahwa dalam karbohidrat terdapat air, sehingga digunakan kata karbohidrat yang

berasal dari kata karbon dan hidrat atau air.

• Karbohidrat sering disebut sakarida.
• Ada beberapa senyawa yang memiliki rumus empiris seperti karbohidrat tetapi bukan karbohidrat, misalnya C2H4O2 (asam asetat), CH2O (formaldehida).
• Dengan demikian, senyawa yang termasuk karbohidrat tidak hanya ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi yang penting adalah rumus strukturnya.
• Dari rumus struktur, akan terlihat bahwa ada gugus fungsi penting yang terdapat pada molekul karbohidrat.
• Gugus fungsi itulah yang menentukan sifat senyawa tersebut.
• Berdasarkan gugus molekul yang ada pada karbohidrat, maka karbohidrat dapat didefenisikan secara kimia sebagai plohidroksialdehid atau polihidroksiketon serta yang menghasilkannya pada proses hidrolisis.
• Berbagai senyawa yang termasuk kelompok karbohidrat mempunyai molekul yang berbeda-beda ukurannya, yaitu dari senyawa sederhana dengan berat molekul ren-dah hingga berat molekul besar.

Berbagai senyawa terse-but dapat dibagi dalam empat golongan, yaitu

1. monosakarida
2. disakarida/ oligosakarida
3. polisakarida.

Monosakarida

• Monosakarida sering disebut gula sederhana (simple sugars) adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana lagi.
• Molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom karbon saja.
• Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan kandungan atom karbonnya, yaitu triosa, tetrosa, pentosa, dan heksosa atau heptosa.
• Misalnya :

1. Triosa = (C3H6O3)
2. Tetrosa = (C4H8O4)
3. Pentosa = (C5H10O5)
4. Heksosa = (C6H12O6)

• Monosakarida atau gula sederhana hanya terdiri atas satu unit polihidroksialdehida atau keton atau hanya terdiri atas satu molekul sakarida.
• Monosakarida yang umum dikenal mempunyai rumus empiris (CH2O)n, dimana n = 3 atau jumlah yang lebih besar lainnya.
• Kerangka monosakarida adalah rantai karbon berikatan tunggal yang tidak bercabang.
• Satu diantara atom karbon berikatan ganda terhadap suatu atom oksigen membentuk gugus karbonil, masing-masing atom karbon lainnya berikatan dengan gugus hidroksil.
• Jika gugus karbonil berada pada ujung rantai karbon, monosakarida tersebut adalah suatu aldosa, dan jika gugus karbonil berada pada posisi lain, monosakarida tersebut adalah suatu ketosa.
• Berbagai jenis monosakarida aldosa dan ketosa ditunjukkan pada gambar

Gambar Berbagai jenis monosakarida dalam bentuk aldosa (Frisell, 1982)

Disakarida.

• Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang berikatan kovalen terhadap sesamanya.
• Pada kebanyakan disakarida, ikatan kimia yang menggabungkan kedua unit monosakarida disebut ikatan glikosida, dan dibentuk jika gugus hidroksil pada salah satu gula bereaksi dengan karbon pada gula yang kedua.
• Disakarida menghasilkan dua molekul monosakarida yang sama atau berbeda bila mengalami hidrolisis, misalnya:

1. Maltosa -------> Glukosa + Glukosa
2. Laktosa -------> Glukosa + Galaktosa
3. Sukrosa -------> Glukosa + Fruktosa

Oligosakarida menghasilkan 3-6 molekul monosakarida bila mengalami hidrolisis, misalnya :

1. Maltotriosa -------> 3 residu Glukosa
2. Rafinosa ---------> Galaktosa+ galaktosa + Fruktosa
3. Stakiosa ---------> Galaktosa + Glukosa + Fruktosa

Polisakarida

• Polisakarida atau glikan tersusun atas unit-unit gula yang panjang. 
• Polisakarida dapat dibagi menjadi dua kelas utama yaitu homopolisakarida dan heteropolisakarida.
• Homopolisakarida yang mengalami hidrolisis hanya menghasilkan satu jenis monosakarida, 
• Sedangkan heteropolisakarida bila mengalami hidrolisis sempurna menghasilkan lebih dari satu jenis monosakarida.

KLIK UNTUK DONASI